Hem erkeklerde hem de kadınlarda çalışan ve ayrı ergenlik dönemlerinde maruz kalmaya izin veren ergen C57BL / 6 fareleri için hızlandırılmış bir sosyal yenilgi stres modeli geliştirdik. Bu modele maruz kalmak, sosyal kaçınmaya neden olur, ancak yalnızca mağlup erkek ve dişi farelerin bir alt kümesinde.
Ergenlik döneminde sosyal sıkıntı yaygındır ve ruh sağlığı yörüngelerini olumsuz yönde etkileyebilir. Ergen erkek ve dişi kemirgenlerde sosyal stresin modellenmesi, devam eden beyin gelişimi ve davranışsal sonuçlar üzerindeki etkilerini anlamak için gereklidir. Kronik sosyal yenilgi stresi paradigması (CSDS), yetişkin bir erkek kemirgenin kendi bölgesini istila eden bir davetsiz misafire karşı sergilediği saldırgan davranıştan yararlanarak yetişkin C57BL / 6 erkek farelerde sosyal stresi modellemek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu paradigmanın bir avantajı, mağlup fareleri, son yenilgi seansından 24 saat sonra sosyal davranışlarındaki bireysel farklılıklarına dayanarak esnek ve duyarlı gruplara ayırmaya izin vermesidir. Bu modeli ergen C57BL / 6 farelerinde uygulamak zor olmuştur çünkü yetişkin veya ergen fareler tipik olarak erken ergen erkek veya dişi farelere saldırmaz ve ergenlik kısa bir yaşam periyodu olduğu için gizli zamansal kırılganlık pencerelerini kapsar. Bu sınırlama, ergen erkek ve dişi fareler için kullanılacak CSDS’nin hızlandırılmış bir versiyonunun uyarlanmasıyla aşıldı. Günde 2 fiziksel saldırı seansı içeren bu 4 günlük stres paradigması, CD-1 faresini erkek veya dişi ergen fareye kolayca saldıracak şekilde saldırganlığa hazırlamak için bir C57BL / 6 erkek yetişkin kullanır. Bu model, ergen fareler için hızlandırılmış sosyal yenilgi stresi (AcSD) olarak adlandırıldı. Ergenlerin AcSD’ye maruz kalması, hem erkeklerde hem de kadınlarda 24 saat sonra sosyal kaçınmaya neden olur, ancak yalnızca mağlup farelerin bir alt kümesinde. Bu güvenlik açığı, saldırı sayısının dayanıklı ve duyarlı gruplar arasındaki oturumlar arasında tutarlı olmasına rağmen oluşur. AcSD modeli, ergenlik dönemindeki ayrı dönemlerde maruz kalmaya izin verecek kadar kısadır, farelerin sosyal kaçınma davranışının varlığına veya yokluğuna göre ayrılmasına izin verir ve ergen C57BL / 6 dişi farelerde sosyal yenilgi stresini incelemek için mevcut olan ilk modeldir.
Kronik sosyal yenilgi stresi paradigması, yetişkin doğum sonrası gün (PND) >65 erkek kemirgende sosyal stresi modellemek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu paradigma, bir davetsiz misafir bölgesini istila ettiğinde yetişkin bir erkek kemirgenin doğal saldırgan davranışına dayanmaktadır. Bu model, sıçanlar, hamsterlar ve fareler 1,2,3,4,5,6,7,8,9 dahil olmak üzere çeşitli kemirgen türlerinde kullanılır ve yaklaşık 10 gün süren fiziksel saldırganlık ve psikolojik stresin bir kombinasyonundan oluşur, bu sırada bir davetsiz misafir kemirgen, yerleşik kemirgenden birkaç dakikalık fiziksel saldırganlık deneyi yapar. İki kemirgen, sakinin ev kafesinde kalır ve duyusal ancak fiziksel temasa izin vermeyen bir bölücü ile ayrılır7. Fare deneylerinde, en yaygın olarak kullanılan yerleşik/saldırgan fareler, davetsiz misafir farelerekarşı sağlam bölgesel davranış gösteren emekli damızlık İsviçre CD-1 fareleridir 6,7. Davetsiz misafir fareler için en iyi karakterize edilen suş, akrabalı C57BL/6 suşu 2,4,5’tir. Yenilen fare, saldırganın alışmasını önlemek için her gün yeni bir saldırgana maruz kalır. Kontrol fareleri her gün farklı bir türdeşle barındırılır. Son yenilgi seansından 24 saat sonra, deneysel fareler, yeni bir CD-1 faresinin (hedef) yokluğunda (hedefsiz) veya varlığında açık bir alanı keşfedebilecekleri bir sosyal etkileşim testinde (SIT) test edilir. Kontrol fareleri, görevin hedef olmayan kısmına kıyasla hedefle etkileşim bölgesinde daha fazla zaman harcarlar. Yenilen fareler, sosyal etkileşim oranına göre (saldırganın bulunduğu etkileşim bölgesinde geçirilen süre / saldırganın olmadığı etkileşim bölgesinde geçirilen süre) duyarlı (oran1) olarak sınıflandırılır. Bu prosedür, strese yanıt olarak bireysel farklılıkları incelemek için yararlı bir araç sağlar.
Son yıllara kadar, kronik sosyal yenilgi stresi modeli daha çok yetişkin erkek farelerde kullanılmıştır, çünkü vurgulanmış erkek egemenlik hiyerarşileri erkeklere karşı savaşmayı içerir, ancak dişilere karşı savaşmayı içermez 6,7. Ayrıca, erkek kemirgenler tipik olarak dişilere saldırmazlar; bunun yerine çiftleşme davranışlarında bulunurlar10. Bu engellere rağmen, yetişkin dişi fareler için kronik sosyal yenilgi stresi paradigmasını uyarlamak için farklı stratejiler geliştirilmiştir. Örneğin, Kaliforniya faresinin sosyal yenilgi modeli, bu tek eşli türün bölgelerini savunurken her iki cinsiyetten de doğal saldırganlığına dayanmaktadır 9,11. Diğer yaklaşımlar, ventromedial hipotalamuslarını tutarlı agresif davranışasahip olmaları için uyararak CD-1 farelerinin agresif davranışını indüklemeye odaklanır 10,12 veya CD-1 saldırganlarından13 saldırılar almak için deneysel yetişkin dişi farelere erkek idrarı uygulayarak CD-1 farelerinin agresif davranışını indüklemeye odaklanır. CD-1 farelerinin bu yüksek ve tutarlı saldırganlığı, deneysel davetsiz misafir farenin, etkileşimin uzunluğu boyunca saldırgan tarafından tekrarlanan saldırılara karşı açık davranışsal itaat belirtileri göstermesi için kritik öneme sahiptir6.
Kronik sosyal yenilgi modelinin ergen C57BL/6 farelerde kullanılmak üzere uyarlanması
Ergenlik, beynin mikro ve makro mimarisindeki, özellikle prefrontal korteksteki değişikliklere paralel olarak ortaya çıkan, önemli psikososyal olgunlaşmanın damgasını vurduğu bir dönemdir. Hem insanlarda hem de kemirgenlerde, ergenlik döneminin spesifik başlangıcı ve sonu ile ilgili çok az fikir birliği vardır14,15. Ayrıca, ergenlik döneminde devam eden beyin ve bilişsel gelişimin deneyim kaynaklı bozulması için kritik savunmasızlık pencereleri vardır 16,17,18,19. Ergenlik ve ergenlik aynı anda ortaya çıkar, ancak bu terimler eşanlamlı değildir. Ergenlik, cinsel olgunlaşmanın başlangıcını ifade ederken, ergenlik, gençlik durumundan bağımsızlığa ulaşmaya kademeli geçiş ile karakterize edilen daha geniş bir aşamayı temsil eder20. Farklı gruplar, farelerde ergenliğin sütten kesmeden (PND 21) yetişkinliğe (PND 60) kadar uzandığını öne sürmüştür21. Özellikle, erken ergenlik sütten kesimden sonraki birinci ve ikinci haftalar (PND 21-34) ve orta ergenlik PND 35-48 dönemi olarak adlandırılabilir. Bu aralıklar, örneğin dopamin sisteminingelişimi 22,23,24, nöronal ağların geliştirilmesi üzerindeki ilaç etkilerine karşı savunmasızlık 17,25,26,27 ve farklı davranışsal özellikler16,20,28,29,30 ile ilgili ayrı gelişim dönemlerini kapsar ‘dir.
Sosyal yenilgi protokolü için yerleşik farenin dövüş davranışı gereklidir. Bununla birlikte, dişi farelerde olduğu gibi, erkekler tipik olarak erken ergen farelerle agresif etkileşimlere girmezler, çünkü muhtemelen onları bir tehdit olarak algılamazlar. Ergen C57BL / 6 farelerinde kronik sosyal yenilginin etkilerini araştıran çalışmaların çoğu, orta ergenlik dönemindegerçekleştirilmiştir 31,32,33,34,35; diğerleri ergenlik maruziyetinin doğum sonrası gününübelirtmez 36,37 veya yenilgi günlerini erken yetişkinliğe38 uzatır veya duyusal temasaizin vermez 39; Ergen fareler üzerinde yapılan diğer çalışmalar farklı suşlar kullanır 40,41. Ergen erkek farelerde kronik sosyal yenilgi stresi kullanan bu çalışmaların özellikleri Tablo 1’de özetlenmiştir.
Araştırma grubumuz, C57BL / 6 farelerinde erken ergenlik de dahil olmak üzere belirli ergen maruz kalma pencerelerini hedeflemekle ilgilenmektedir. Farklı ergenlik dönemlerinin kısa sürmesi nedeniyle, kronik sosyal yenilgi stresi paradigmasının hızlandırılmış versiyonunun değiştirilmiş bir versiyonu tasarlanmıştır42. Bu model, ergen fareler için hızlandırılmış sosyal yenilgi stresi (AcSD) olarak adlandırıldı. Önceki çalışmalar, sıçanlarda 8,26,43,44,45 ergenlik döneminde sosyal strese duyarlılıkta ve ayrıca sosyal stresin insanlarda ruh sağlığı yörüngeleri üzerindeki zararlı etkilerinde önemli cinsiyet farklılıkları olduğunu göstermektedir 46,47,48,49,50,51,52, 53,54,55,56. AcSD modeli, ergen dişi fareler için de etkili bir şekilde çalışır ve potansiyel cinsiyete özgü sonuçları araştırmalarına ve nörobiyolojik temeli keşfetmelerine olanak tanır.
Tablo 1: Ergen erkek farelerde sosyal yenilgi stres paradigmalarını kullanan çalışmalar. Tür ve türler: Kaliforniya Faresi: Peromyscus californicus. C57BL/6: Mus musculus siyah 6 akraba fare türü. C57BL/6J: Jackson’ın laboratuvarları tarafından sağlanan M. musculus siyah 6 akraba fare modeli. CD-1: M. musculus , İsviçre soyundan gelen albino fare türünden. ICR: M. musculus Kanser Araştırmaları Enstitüsü soyundan çıkmış albino fare türü. OF1: M. musculus Oncins France 1 soylu albino fare türü.
Kısaltmalar: wk = hafta; PND = Doğum sonrası gün; res = dirençli; Sus = duyarlı; unsus = duyarlı değil. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.
CD-1 farelerinde tutarlı, agresif davranış
Tarama aşamasında, CD-1 tarafından görüntülenen tüm davranışları (kovalama, takma davranışları, koklama, tımar etme veya ısırma) not etmek ve AcSD için CD-1 farelerini seçerken bu kayıtları yakından takip etmek çok önemlidir. Ergen fareye saldırmadan etkileşime giren bir CD-1 faresinin, hazırlama sırasında ergen farelere karşı saldırganlık geliştirmesi muhtemeldir. Buna karşılık, yetişkin bir fareye saldıran ancak erge…
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma Kanada Sağlık Araştırmaları Enstitüleri tarafından finanse edilmiştir (CF Hibe Numaraları: MOP-74709; PJT 190045), Ulusal Uyuşturucu Bağımlılığı Enstitüsü (CF Hibe numarası: R01DA037911), Kanada Doğa Bilimleri ve Mühendislik Araştırma Konseyi (CF Hibe Numarası: 2982226). Andrea Pantoja-Urban, Meksika’dan Ulusal Beşeri Bilimler, Bilim ve Teknoloji Konseyi / Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnologías (CONAHCYT) ve FRQNT – Yabancı öğrenciler için Başarı burs programı (PBEEE) tarafından desteklendi. Samuel Richer, McGill Üniversitesi’ndeki Entegre Sinirbilim Programı’ndan bir bursla desteklendi. Figür çizimleri BioRender.com’dan şablonlar kullanılarak oluşturulmuştur.
C57BL/6 adolescent mice | In house breeding | Mice were breeded at the Neurophenotyping Centre of the Douglas Mental Health University Institute. | |
C57BL/6 adult mice | Charles River Laboratories | Strain Code: 027 | Mice are ordered so as to arrive at PND>65 and are group housed (four mice per cage) in standard mice cages. |
C57BL/6J adolescent mice | Jackson Labs | Strain Code: 000664; RRID:IMSR_JAX:000664 | Mice are ordered so as to arrive at PND 24 and are group housed (four mice per cage) in standard mice cages. |
CD-1 mice | Charles River Laboratories | Strain Code: 022 | Mice retired breeders more than three months of age and singled housed throughout. |
Cleaning solution | Virox Animal Health | DIN 02537222 | Prevail: Accelerated Hydrogen Peroxide. Desinfectant cleaner and deodorizer. |
Clear perforated acrylic glass divider | Manufactured by Douglas Hospital, custom order | 0.6 cm (w) × 45.7 cm (d) × 22.23 cm (h); perforations of 0.6 cm diameter. The dividers are perforated allowing sensory but no physical contact between the pair of mice. | |
Clear rectangular rat cages | Allentown | 24 cm (w) × 48.3 cm (d) × 22.23 (h). | |
Cotton squares for bedding | Inotiv Envigo | T.6060 iso-BLOX | 2.5 cm x 2.5 cm. Added to the social defeat apparatus. |
Hard woodchip bedding | Inotiv Envigo | Teklad 7090, 7115 | Sani-chip bedding. |
Large binder clips to secure the steel-wire tops | STAPLES | Item #: 132429, Model #: 24178-CA | 51 mm |
Medium binder clips to secure the steel-wire tops | Item #: 132367, Model #: 24172-CA | 32 mm, in case the cover lids of the rat cages do not close with the large clips | |
Pain relief cream | Polysporin | Plus Pain Relief Cream (red format, NOT ointment), 2 Antibiotics plus lidocaine hydrochloride | |
Paired Steel-wire tops | 24 cm (w) × 48 cm (d) with 0.6 cm (w) of separation between the grill | ||
Removable wire-mesh enclosure | Johnston industrial plastics | 11 cm (w) × 6.8 cm (d) × 42 cm (h) custom order; two per social interaction test arena secured in precut clear polycarbonate | |
Social interaction open-field arena | PEXIGLAS | 45 cm (w) × 45 cm (d) × 49 cm (h), custom-crafted from opaque acrylic glass (Plexiglas) | |
Stopwatch | For timing defeat sessions | ||
Video camera with infrared lights | Swann | SRDVR-44580V | Swann Camera – 4 Channel 1080p Digital Video Recorder & 2 x PRO-T853 |
Video tracking software | Topscan | 2.0 Clever Systems Inc. |